高中物理--弹性势能

高中物理弹性势能问题与思考1、如何定义“势能”？相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。2、何为“弹性形变”？发生弹性形变的物体有何特征?3、发生弹性形变的物体有能量吗?弹性势能你能否利用生活中的例子举出曾经感受到过弹性势能？发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。一、弹性势能的概念发生弹性形变的弹簧具有一定的能量。重力做功引起重力势能改变;4、功是能量转化的量度，弹簧弹力做功会引起什么能量变化？5、物体的重力势能“mgh”与重力和高度有关。“弹性势能”会与什么因素有关？问题与思考弹簧弹力做功引起弹性势能改变.类比：Ⅰ.物体的弹性势能跟哪些因素有关？二、探究弹性势能表达式1、弹簧的形变量2、劲度系数（类比、猜想）弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系?重力做正功：重力势能减少重力做负功：重力势能增加重力做的功与重力势能的改变有何关系？问题与思考弹力做正功：弹性势能减少弹力做负功：弹性势能增加WG=-△EPF弹W弹=-△EPF弹F拉F弹F拉F弹F拉功是能量转化的量度，拉力对弹簧做功会引起弹簧的弹性势能的变化。Ⅱ.弹性势能变化与拉力做功相等W拉=△EPW拉=-W弹F弹F拉W弹=-△EP1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？F弹=kl2、怎样求解变力做功？微元法3、怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？问题与思考找出弹力做功的计算方法，再根据弹力做功与弹性势能的关系导出弹性势能的表达式。W拉=F拉lW拉=△EP221klEpⅣ.弹性势能表达式本节回顾:Ⅰ、弹性势能与弹簧形变量和劲度系数有关。（猜想、假设、实验法）Ⅱ、弹性势能变化与拉力做功相等。（推理、类比法）Ⅲ、计算拉力的功W=W1+W2+W3+…=F1ΔL1+F2ΔL2+F3ΔL3+…。（类比、迁移、微元法）Ⅳ、弹性势能表达式（类比、微元、图像法）221klEp例1、将弹簧拉长或压缩x，弹力大小变化相同，关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法为（）A、拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压缩时弹力做负功，弹性势能减小；B、拉长和压缩时弹性势能均增加；C、拉长或压缩x时，弹性势能改变相同；D、形变量相同时，弹性势能与劲度系数有关当堂检测BCD例2、如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。例3、一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处。分析弹簧的弹性势能与小球动能的变化情况课堂讨论：试画出弹簧的E－ΔL图像（设ΔL＝0时弹性势能为0)。怎样计算拉力做的功?lFW＝Fl?Ⅲ.计算弹簧弹力做的功1lⅢ.计算弹簧弹力做的功1l2lⅢ.计算弹簧弹力做的功在各个小段上，弹力可近似认为是不变的123,,,lll123,,,FFF把弹簧伸长的过程分成很多——微分思想足够小的过程1l2l3lⅢ.计算弹簧弹力做的功123,,,FFF——积分思想1l2l3l111lFW222lFW333lFW332211lFlFlFWⅢ.计算弹簧弹力做的功vtO匀速直线运动v-t图象位移x=vtⅣ.弹性势能表达式vtO匀速直线运动v-t图象位移x=vtvtO匀变速直线运动v-t图象Ⅳ.弹性势能表达式OFl弹簧的F-l图象FlW21221klklFⅣ.弹性势能表达式1、弹簧弹力与伸长量的关系（F-L）图像怎样画？2、借助图像(F-L)求拉力的功为多少？221klEp其中，k是弹簧的劲度系数，l是弹簧的弹性伸长量或压缩量弹簧处于原长时弹性势能为0Ⅳ.弹性势能表达式理论探究：弹性势能表达式otvolF1、在匀变速直线运动中，用v-t图像求一段时间内的位移？2、弹簧弹力与伸长量的关系（F-L）图像怎样画？3、借助图像(F-L)求拉力的功为多少？olFlklolFolF四、弹性势能表达式是怎样的结论：221lkEP方法：类比、图像法。例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关20